본 연구는 여러 종류의 ICT활용 수업자료 중 웹 기반(WBI)수업자료와 CD롬 타이틀 수업자료가 자기 주도적 학습 능력과 창의성, 문제해결력 등에 미치는 효과를 알아보고자 하는 것이다. 이를 위하여 고등학교 과학지구영역의 '태양계와 은하계' 단원에 대하여 두 가지 자료를 활용한 수업을 실시하고 그 효과를 분석하였다. 그 결과, 웹 기반 수업자료와 CD롬 수업자료를 활용한 수업은 자기 주도적 학습특성 중 '자아개념', '창의성' , '미래지향성', '자기 평가력' ,개방성', '솔선수범'을 높이는데 효과적이었으나 '학습열성', '책임감'을 향상시키는 데는 유의미한 효과가 나타나지 않았다. 선수학습 수준에 따른 자기주도적 학습특성을 살펴보면 웹 기반(WBI) 수업 집단과 CD롬 수업집단 모두 상호작용의 효과가 나타나지 않았다. ICT활용 수업의 특징인 문제 해결력 향상에 있어서는 웹 기반(WBI) 수업이 CD롬 활용 수업보다 학업 성취도를 높이는 데 효과적이었다. 웹 기반(WBI) 수업에서는 '유창성', '독창성', 성급한 종결에 대한 저항'에서 효과적인 반면 제목의 추상성', '정교성'을 높이는 데는 유의미한 효과가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 웹 기반(WBI) 수업이 웹의 특성인 다양성과 역동성의 측면에서는 '유창성', '독창성'에서 효과가 있는 것으로 나타났으며, '성급한 종결에 대한 저항‘의 영역에서는 한 번 사이트에 접속하면 웹 사이트의 다양하게 제시되는 그림 자료의 생동감 때문에 학습내용을 조직하는 데 효과적인 것으로 해석된다. 웹 기반(WBI) 수업에 대한 설문지를 분석한 결과 화면 구성, 정보의 양, 지시와 도움말, 보충학습과 심화학습에서는 매우 좋은 반응을 보였다. 따라서 ICT자료별 활용의 효과를 고려할 때 고등학교 과학과 수업의 효율화를 위해서는 양질의 WBI자료를 체계적으로 활용하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

본 연구는 초등학교 과학과 문제중심학습에서 협동기술 훈련의 효과를 밝히기 위하여 통제집단, 문제중심학습 집단, 협동기술 훈련을 한 문제중심학습 집단의 학습능력 수준에 따라 과학 성취도와 자아존중감을 조사하였다. 본 연구의 결과, 학습능력이 높은 학습자는 협동기술 훈련에 무관하게 문제중심학습이 전통적 수업보다 효과적인 것으로 나타났다. 학습능력이 중간인 학습자와 낮은 학습자는 협동기술 훈련을 한 경우, 전통적 수업 집단보다 과학 성취도가 높게 나타났다. 이로써 협동기술 훈련이 학습능력이 중간 이하인 학습자에게서 발생하는 무임승객효과를 줄이고 소집단활동의 협력적인 상호작용에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 자아존중감은 문제중심학습 집단이 통제 집단에 비해 유의미하게 높게 나타났고 학습능력에 따른 상호작용 효과는 없었다.

이 연구의 목적은 학습자의 특성에 따라 한자로 된 지구과학 용어에 대한 고등학생의 이해 수준을 알아보는데 있다. 문항에 대한 학생들의 응답이 학습자 특성에 따라 어떻게 다른지 알아보기 위하여, 연구 대상 한자 과학용어를 선정한 후, 한글 표기형, 그림 표현형, 한글 · 한자 병행 표기형의 질문지를 개발하여 충북 제천시 소재 인문계 고등학교 2학년 학생 15명을 대상으로 면담법을 병행한 지필 평가를 실시하였다. 연구 결과, 형식적 논리 조작 수준의 학습자와 장 독립성학습자의 완전 이해의 응답률이 높았으며, 그림 기억 응답률도 높은 것으로 나타났다. 또한, 한자의 쓰임을 참고하여 개념 발전된 응답률이 높았으며, 그 쓰임이 부정적 영향을 미친 응답률은 상대적으로 낮게 나타났다. 따라서 과학 교과서에 제시되는 지구과학 관련 영역의 한자 과학 용어를 학습함에 있어 한자의 음과 뜻풀이를 병행하고, 한자 과학 용어의 특징이 잘 나타나는 그림으로 표현할 시간적 여유를 학생들에게 제공하면 효과적인 한자 과학 용어 학습이 될 수 있을 것이다.

초등학교 지구과학 학습내용에서 지진학습은 학생들이 직접 체험하기 힘든 내용이다. 따라서 이러한 내용을 효율적으로 학습하기 위해서 학생들의 흥미와 특성에 맞게 애니메이션 모듈을 개발하였다. 개발된 모듈을 ICT 교수 · 학습전략에 맞게 ICT 활용수업을 실시함으로써 학습의 효과를 거두고자 하였다. 개발된 애니메이션 모듈은 35명의 초등학생들에게 투입하였다. 그 결과 애니메이션 모듈을 적용한 수업이 학생들의 과학적 태도에 향상이 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 제7차 교육과정에 의해 편찬된 21종의 과학 교과서와 지도서에 나타난 섭입경계에서의 마그마 형성 관련 내용에 대한 본문 진술과 제시된 그림들을 분석하여 문제점을 지적하고 그 개선방안을 모색하였다. 분석 결과 교과서간 마그마의 정의에 일관성이 없었으며, 대부분의 교과서에서 마그마의 생성기원에 관한 과학적 개념 진술이 정확하지 않거나 기재되지 않았다. 또한 교과서에 제시된 그림들은 본문 내용과 일치하지 않았으며, 판구조론과 섭입경계에서의 화성활동에 대한 학생들의 과학적 개념형성에 부족하고 잘못된 내용을 포함하고 있다. 이들은 주로 마그마의 생성기작(형성과정), 기원물질, 생성위치와 관련된 것들로서, 본 연구에서는 최근에 발표된 연구결과들을 바탕으로 섭입경계에서 분출되는 대부분의 중성마그마가 쐐기맨틀의 부분용융에 의해 형성된다는 사실을 종합적으로 이해할 수 있는 적절한 개념도를 제시하였다.

The purpose of this study was to explore characteristics of natural history museum exhibits from the viewpoint of science education. A total of ninety exhibits for this study were examined in national science museums of Korea and Japan. Exhibits of Tokyo national science museum were again divided into two groups: the old and traditional types, and the new and renovated ones. Even though analyzing data was not undertaken through quantitative statistical process, the interpretation of the data was valid enough to fulfill the purpose of the research. While there were clear changes and differences between the old and the new types of exhibits in Tokyo national science museum, the old part of Tokyo museum was similar to one in Korea. Based on analyzing the new types of Tokyo museum, the current movement in the field of natural history museums of Korea explicitly has toward utilizing more science education concepts and ideas.

This project was carried out under the assumption that applying a science history program to a teaching-learning process would lead to students' increased interest in science and increase the development of their scientific process skills. The project aimed at designing an effective science history program which would help to improve students' scientific process skills, to enhance their interest in learning science, and to maintain their inquiry learning abilities. The survey for the activity objectives was produced by the authors. The test items used for testing students' scientific attitude and scientific process skills were created by Korea National University of Education. The survey about scientific perception indicated that there was a meaningful difference of p=0.005 before and after implementing this program. The survey about scientific interest shows that students became interested in science, science-learning and science-related activities after participating in the science history program. Students' scientific process sills increased by 9% after the program was implemented in the subjects' classes. This indicates that the science history program was effective in improving students' science scientific process skills. Since this project, which targeted 8th grade science education activities, has proven to be effective, developing other programs suitable for younger and older students seems promising, too.

본 연구에서는 과학 교과에 적합한 웹기반 프로젝트 수업과정을 설계하고 이를 수업 현장에 적용하여 중학생의 과학 학업 성취도와 학습 태도에 미치는 효과를 조사하였다. 웹기반 프로젝트 학습에서 학습자는 과제를 수행하기 위하여 웹을 활용하여 정보를 교수자, 학습자를 비롯한 여러 사람과 교환하였다. 남녀 공학의 중학교 3학년 4개 학급을 대상으로 실험 집단에 대하여 웹기반 프로젝트 수업, 그리고 통제 집단에 대하여는 전통적인 수업을 실시하였다. 웹기반 프로젝트 수업은 전통적인 수업에 비하여 학생들의 과학 학업 성취도와 학습 태도에 긍정적인 효과를 가져왔다. 이러한 웹기반 수업은 학업 성취 수준별 비교에서 특히 상위 집단의 학업 성취도를 향상시키는 데 효과적이었다. 또한, 웹기반 프로젝트 수업은 과학 교과에 대한 흥미 유도를 통하여 여학생들의 성차에 대한 부정적인 인식을 해소함으로써 과학학습 태도 향상에 유의미한 효과를 주었다.

교사들이 과학 교수학습에 대한 새로운 신념을 형성하려면, 학생들에게 제공할 것과 유사한 교수학습 방법을 직접 경험할 필요가 있다. 지구과학 교사 20명을 포함한71명의 한국 중등 과학교사들이 미국 중부 아이오와 대학교에서 실시된4주간의 여름 연수 프로그램에 참가하였고, 학생중심 수업에 대한 여러 가지 수업 및 활동을 경험하였다. 아울러 교사들은 각자 학생 역할과 교사 역할을 맡아서 모의 수업을 진행함으로써 학생중심 수업을 실제로 체험하기도 하였다. 본 연구는 교사들에게 제공된 이러한 교사 재교육프로그램에서의 경험이 교사들의 과학 교수 학습에 대한 신념에 어떤 영향을 미쳤는지를 조사하였다. 연구대상이 된 신념은 구체적으로 과학학습의 목적, 교사와 학생의 역할 그리고 수업에 대한 것으로 총 7문항으로 제시되었다. 즉 교사들의 교사중심적인 교수, 학습에 대한 신념의 양상이 학생중심으로 옮겨갔다는 점이다. 물론 그 변화가 교사중심에서 완벽하게 학생중심으로 옮겨간 것을 의미하는 것이 라기보다 교사중심에서 탈피하거나 이에 반하는 쪽으로 변화했다는 것에 의의가 있다. 한편, 연수에서 경험한 협동학습이 참여 교사들의 긍정적인 방향으로의 신념변화를 초래한 주요 요인들 중의 하나였음을 보고한다.

2000년대에 들어와서 강력하게 추진되고 있는 국내 학회와 학술지에 대한 평가는 학회와 학술지의 장래를 결정하게 되는데 여기에 대한 한국지구과학회의 대응과 그 결과를 제시하고 앞으로 지구과학이 어떤 방향으로 연구하고 교육해야 하는지를 토의해 보고자 한다. 2002년에 실시된 학술진흥재단 평가에서 한국지구과학회지가 우수하게 평가되어 학술진흥재단의 등재지로 선정되었으며, 한국지구과학회의 정체성을 결정하는 지구과학 학문 분류 (2002년도)가 학술진흥재단에 그대로 반영되었다. 그리고 2003년도부터 국가 학문 분류를 확정하기 위하여 KISTEP(한국과학기술기획평가원)에서 실시한 공청회와 의견 수렴에 적극적으로 참여하여 우리의 학문 분류 안을 관철시켰다. 그리고 2003년도 학술진흥재단학문분류를 위하여 지구과학분야의 학문 분류 안을 제출하였다. 앞으로도 학술지 평가와 학문 분류 조정이 계속적으로 이루어지기 때문에 지구과학의 정체성과 함께 지구과학의 학문 분류에 대하여 지속적으로 연구해야 할 것이다.

본 연구에서는 면대면(FTF) 환경과 컴퓨터 매개 의사소통(CMC) 환경 사이의 차이를 과학 학습 성취도와 만족도 관점에서 비교 분석하였다. 또한 이러한 분석은 교수자-학습자(TS)와 학습자-학습자(SS) 상호작용 유형들 간의 차이에 대하여도 함께 실시되었다. 자료수집을 위하여 충북 충주 소재의 C여자 고등학교 1학년 여학생 3개 반 학생을 대상으로 2002년 5월 정규수업과 병행하여 3주 동안 학습 활동을 한 후에 학업 성취도와 만족도 검사를 다음의 네 집단에 대하여 실시하였다; CMC-TS, CMC-SS, FTF-TS, FTF-SS. 각각 5문항과 13문항으로 구성된 학업성취도와 만족도 측정을 위한 검사지는 통계 분석되었다. 각 집단간 학업 성취도의 평균 점수는 CMC환경을 이용한 집단(CMC)과 교수자-학습자 상호작용을 한 집단(TS)에서 높았다. 변량분석에 의하면, CMC환경에서의 학업 성취도 및 만족도는 학습자-학습자 상호작용(CMC-SS)에 비하여 교수자-학습자 상호작용을 강조한 학습활동(CMC-TS)에서 유의미하게 높았다. 한편면대면 (FTF) 환경에서도 TS 활동 (FTF-TS)이 SS 활동 (FTF-SS) 에 비하여 높은 만족도를 나타내었다. 또한 만족도에 대한 문항별 분석의 경우에 환경에서는 CMC환경이, 그리고 상호작용에서는 TS 활동이 효과적이었다. 따라서 컴퓨터 매개 의사소통 환경하에서 교수자-학습자 상호작용을 강조한 활동이 과학 교수 학습과정에서 학습자의 학업 성취도와 만족도를 증진시키는데, 상당히 유용하다는 것을 시사한다.

본 연구의 목적은 초등학교 화산 수업에서 학생들이 유의미 학습을 통해 성취도 향상을 이룰 수 있는 수업 전략의 한 방법으로 개념도 활용의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위해 1개 초등학교 6학년 2개반 학생 80명의 학생들이 본 연구에 참가하였으며, 전통적인 수업방법으로 수업을 한 통제집단과 개념도를 수업에 활용한 실험집단으로 나누어 개념검사지를 통한 학생들의 화산 개념의 성취도 분석 및 개념도 수업 전략의 활동에 따른 정량적, 정성적 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 전통적인 수업을 받은 집단과 개념도를 수업에 이용한 집단 사이의 성취도 평가에 유의미한 차이가 있는 것으로 나타나 개념도를 활용한 수업이 효과적임을 보였다. 둘째, 수업 후 중 · 하위그룹간의 개념성취 수준에 있어서 통계적인 차이를 보이지 않았으나, 상 · 하, 상 · 중위 그룹은 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 즉, 개념도 수업이 상위그룹보다는 중 · 하위 그룹에게 보다 큰 효과가 있었다. 셋째, 개념도 수업이 진행됨에 따라 관계, 위계, 연관, 예의 범주에 있어서 교재 내용의 개념을 구조화하는데 학생들이 능숙해짐을 보였다.

이 연구는 서울 지역 소재 3개 초등학교 103명의 4학년 학생들을 대상으로 사회적 구성주의 교수학습모형을 적용한 후 학생들이 가지는 개념의 변화를 분석하였다. 특히, 사회적 구성주의 교수학습모형의 개념원도 활용 수업 전후 학생들의 개념 변화를 지필고사로 평가, 조사하였다. 103명을 대상으로 개념원도를 도입한 수업을 1개월 동안 실시한 전후 지필고사를 실시하였다. 연구결과에 따르면, 개념원도를 적용한 수업은 유의미하게 학생들의 개념을 신장시킨 것으로 나타났다. 결론적으로, 개념원도를 적용한 사회적 구성주의 교수-학습모형은 진단평가, 형성평가에 도입할 가치가있는 것으로 고찰되었다.

본 연구는 정교화이론을 기초로 개발된 단순화 조건법을 적용하여 지구과학 교과의 지질연대 단원에서 지질 단면도 해석에 대한 학습자료를 개발하고 개발된 자료의 수업에서의 효과를 알아보는 것이다. 이를 위하여 고등학교 1학년 학생들을 대상으로, 단순화 조건법을 적용한 수업과 체제적 과제분석 결과를 바탕으로 개발된 자료를 적용한 수업과의 비교 실험을 실시하고 학습자의 자기주도적 학습특성과 과학성취도에 미치는 영향을 분석하였다 연구의 결과를 바탕으로 얻어진 결론으로는, 단순화 조건법을 이용한 수업은 다른 자료를 활용한 수업에 비하여 학생의 자기주도적 학습특성과 학업성취도에서 모두 긍정적인 영향을 미친 것으로 나타났다 이러한 연구의 결과는 단순화 조건법에 따라 개발된 자료를 활용한 수업에서 핵심과제(epitome)의 제시는 학생들에게 새롭고 복잡한 학습과제를 간단하고 의미 있게 하며 이를 기존의 지식들과 연결시켜주는 역할을 한 결과로 생각된다.

본 연구는 교과서에 사용된 비유 현황 조사와 이를 바탕으로 한 판구조론 수업에서 비유물 제시자의 차이가 개념 이해도에 미치는 효과에 대해 밝히고자 하였다. 또한 인식설문조사를 실시하여 수업 후, 학생들의 인식변화를 조사하였다. 연구의 대상은 부산 시내에 소재하는 단일 남자 고등학교에서 임의 군집 표집한 6개 학급의 구성원으로서 총인원은210명이다. 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 제 7차 교육과정 10학년 과학 교과서의 '판구조론'에 사용된 비유는 총11종의 교과서에서 25회로 나타났다. 효과적인 비유 사용 수업을 위하여 학습자의 학습 능력과 학습 환경을 고려한 적합한 비유물의 개발이 이루어져한다. 둘째, 개념 전달의 과정이 비교적 복잡한 비유물은 학생에 의한 비유물 보다 교사에 의해 체계적으로 제시되는 비유물의 효과가 높게 나타난다. 셋째, 지구의 변동 단원 비유 사용 수업을 위해서 체계적인비유 사용 전략과 학생들에게 비교적 친숙한 비유물을 적극 활용할 필요가 있다. 또한 학생들에게 비유물을 직접 만들게 함으로써 학습자의 오개념을 발견하고, 학생들의 개념이해도를 파악할 수 있는 기회를 가지도록 해야할 것이다.

본 연구는 제7차 과학 교육과정에 대한 지구과학 교사들의 관심도와 활용도에 대한 조사연구로서 과학교육과정에 대한 관심도에 대한 고등학교 지구과학 교사들은 단계 0의 지각적 관심이 상대적 강도 98%로 가장 높은 정점을 이루고 있어 대부분의 선행연구의 결과와 같이 교사들이 교육과정에 대해 무관심한 것으로 나타났다. 과학교육과정에 대한 활용도에 대한 고등학교 지구과학 교사들의 과학 교육과정에 대한 영역별 활용도를 분석한 결과는 교사들이 교육과정을 거의 활용하지 않는 수준(I수준)이 1.69%, 지구과학 교육과정에 대한 정보를 갖고 활용하려는 준비가 되어 있는 수준(II수준)이 17.80%, 지구과학 교육과정을 반성적 사고없이 교사중심적으로 활용하는 수준(III수준)이 43.97%이었으며, 교육과정을 완전히 이해하고 수용하여 안정적으로 활용하는 교사수준(IV수준)이 31.86%, 장기적 결과를 생각하며 동료들과 협력하여 더 나은 방안을 탐색하는 수준(V수준)이 4.69%로 나타났다. 전체적인 활용수준은 기계적 활용수준(3단계)으로 나타났고 수업목표 영역(평균 3.28)과 내용 영역(평균 3.28)의 활용도가 비교적 높게 나타났으며, 성격 및 이념 영역(평균 3.24), 수업자료 영역(3.18), 평가 영역(3.18), 수업방법 영역(평균 3.12)의 순으로 나타났다. 경력에 따른 지구과학 교사들의 과학 교육과정에 대한 관심도는 0∼4년, 15∼19년, 20년 이상, 5∼9년 경력의 교사 집단 순이며 10∼14년 경력의 교사 집단이 교육과정에 대한 관심도가 가장 낮은 것으로 나타났다.

LIST is the Lyman-α Imaging Solar Telescope, a project funded by the Korean government to fly on the second Korean Science and Technology research Satellite (STSat-2) due to launch in December 2005. The Principal Investigator is Dr. Minhwan Jang of Kyung-Hee University and of the Space Payload Research Center (SPARC), a consortium of Korean universities and institutions formed to develop scientific research projects in space. The purpose of the LIST project is to design, build, and operate an instrument on STSat-2 which will make images of the Sun from Earth orbit at the wavelength of the Hydrogen Lyman-a emission line at 121.6 nm. LIST has a simple design concept comprised of a small telescope to image the full disk of the Sun onto a CCD detector and a set of filters to isolate the 121.6 nm wavelength.

본 연구의 목적은 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달이 교수 실제와 교수 효능감에 어떤 영향을 미치는가를 알아보는데 있다. 연구 목적을 달성하기 위한 연구 문제는 첫째, 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달과 과학 교수 효능감은 어떤 관련성이 있는가? 둘째, 교사의 과학 교과교육학 지식의 발달 정도에 따라서 과학 교수 실제에 어떤 영향을 미치는가? 셋째, 교사의 과학 교수 효능감 정도에 따라서 과학 교수 실제에 어떤 영향을 미치는가? 이다. 이를 해결하기 위해서 53개 공립 초등학교에서 120명의 교사를 표집하여 과학 교과교육학 지식 측정 도구와 과학 교수 효능감측정 도구를 투입하였고, 수업 관찰과 면담을 통하여 데이터를 획득하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 교사들의 과학 교과교육학 지식과 과학 교수 효능감은 경력이 많을수록 점차 증가하며, 학력이 높을수록 발달한다. 과학 교과교육학 지식과 과학 교수 효능감의 상관분석 결과 둘 사이에 높은 상관 관계가 있었으며 통계적으로도 유의미하였다. 둘째, 과학 교과교육학 지식이 높은 교사의 수업 실제의 특징은 교사가 가지고 있는 과학 교과교육학 지식을 충분히 활용하고 있었으며 수업 전체에 대한 자신감을 가지고 있었다. 셋째, 과학 교수 효능감이 높은 교사의 수업 실제의 수업의 초기에 수업 목표와 학습 문제를 학생들에게 정확하게 인식시키려고 노력하며 수업의 각 과정에도 재인식시키는 특징이 있다. 자기의 과학 수업에 대한 상당한 자신감이 있고 내용에 대한 지식뿐만 아니라 수업에 관련된 그 외의 분야에도 지식이 풍부한 공통점이 있다.

본 연구의 목적은 과학 교과교육학 지식의 본질과 역할이 무엇이며 어떻게 발달하는가를 알아보는데 있다. 구체적인 연구 문제는 첫째, 과학 교과교육학 지식의 본질과 구성 요소는 무엇인가? 둘째, 과학 교과교육학 지식의 가치와 교사의 과학 교과교육학 지식은 어떻게 발달하는가? 이다. 이를 해결하기 위해서 본 연구는 실증적이고 경험적인 데이터에 의한 문제해결보다는 문헌 연구를 통한 접근을 하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 과학 교과교육학 지식의 본질은 첫째, 교사 개인이 특정한 과학 수업 상황 속에서 과학 교과를 가르치는데 사용하는 과학의 내용 지식과 과학 교수방법 지식의 합성체를 의미하는 것이다. 둘째, 교사 자신이 가지고 있는 교수를 위한 독특한 지식체로서 과학 교사 전문성의 요체가 되며, 자질 있는 과학 교사가 갖추어야 할 가장 핵심적이고 필수적인 사항이다. 셋째, 어떤 특수한 상황에서 특수한 내용을 어떻게 가르치느냐에 관한 지식으로서 이것은 각 교사마다 독특하게 구성된 지식 체계에 따라 달라진다. 과학 교과교육학 지식의 구성 요소는 과학 교수에 대한 지향, 과학 교육과정에 대한 지식과 신념, 특수한 과학 주제에 대한 학생들의 이해에 관한 지식과 신념, 과학에서 평가에 관한 지식과 신념, 과학 교수를 위한 수업전략에 관한지식과 신념이다. 과학 교과교육학 지식의 발달은 교과 내용에 대한 개념적 지식이 충분히 형성되어야 하며, 이 내용 지식을 실제적인 교수 경험을 통하여 반복적으로 사용함으로써 발달한다.